FUNCION DEL SISTEMA RESPIRATORIO. Patricia Pareja H. CAPITULO 5 CONSTANZO CAPITULO 34, 35, 36 GUYTON

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1 FUNCION DEL SISTEMA RESPIRATORIO Patricia Pareja H. CAPITULO 5 CONSTANZO CAPITULO 34, 35, 36 GUYTON

2 Funciones de la respiración Regular la concentración de gases sanguíneos. Reservorio de sangre. Regula el equilibrio ácido-básico. Regula la presión arterial. Vía de eliminación de diferentes sustancias.

3 Funciones de las vías aéreas superiores Fosa Nasal: Olfato Calentamiento del aire Filtración Humidificación Fonación: Pliegues vocales

4 Estructura alveolar El epitelio alveolar está formado por dos tipos de células: - alveolares tipo I : epiteliales escamosas - alveolares tipo II: producen el líquido que rellena el alvéolo y el surfactante. Los alvéolos están unidos en el parenquima pulmonar e interconectados por los conductos de Kohn.

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6 Fases de la respiración Respiración consiste en tomar oxígeno del aire y desprender el diòxido de carbono que se produce en las células. Tienen tres fases : 1. Intercambio en los Pulmones.Ventilación 2. El transporte de gases. 3. La respiración en las células y tejidos.

7 MECANICA RESPIRATORIA

8 MECANICA DE LA RESPIRACION Músculos respiratorios INSPIRATORIOS 1. Diafragma 2. Intercostales externos 3. Esternocleido mastoideo 4. Escalenos 5. Pectorales ESPIRATORIOS 1. Intercostales internos 2. Abdominales 3. Recto anterior 4. Oblicuos

9 Mecánica de la ventilación pulmonar

10 Presiones que producen el movimiento de aire dentro y fuera de los pulmones Presión atmosférica: presión del aire ambiente, 760 mmhg a nivel del mar. Se toma como referencia para el cálculo de presiones pulmonares y es igual 0 cm H 2 0 Presión pleural: es la del líquido existente entre la pleura visceral (pulmonar) y la parietal (cavidad torácica). Es negativa durante la respiración. Presión alveolar: es la del interior de los alvéolos. Es necesario que sea ligeramente negativa al comenzar la inspiración para aumentar el volumen pulmonar y luego es positiva durante la espiración. Presión transpulmonar: es la diferencia entre la presión alveolar y la presión pleural. También se conoce como presión de retroceso elástico.

11 Presión atmosférica = 0 cm H2O Presión pleural (Ppl) = -3 a -5 cm H2O Presion alveolar (Pal) = Presión pleural + presión de retroceso elástico alveolar Presión transpulmonar= Gradiente de Presión transpulmonar alveolar = Pal - Ppl Presión transpulmonar

12 MECANICA DE LA RESPIRACION La respiración consiste en el intercambio de gases (O2, CO2) entre las células y la atmósfera. Puede dividirse en Externa :Intercambio de gases (O2/CO2) a nivel pulmonar Interna : Transporte de gases en la sangre Intercambio tisular Respiración celular

13 VOLUMEN PULMONAR Capacidad residual funcional (CRF): la cantidad de gas contenido en los pulmones al final de una espiración normal. Capacidad pulmonar total (CPT): la cantidad de gas contenido en los pulmones al final de una inspiración forzada.

14 TV = Volumen corriente o Tidal: Es el volumen de aire que es capaz de inspirar y expirar un sujeto durante una respiración normal (en torno a los 500 ml.). VRI = Volumen de reserva inspiratorio. Es el volumen máximo que puede inspirar el individuo después de una inspiración normal, aproximadamente unos ml. VRE = Volumen de reserva expiratorio. Es el volumen de aire que puede se r expirado después de una expiración normal, aproximadamente en trono a los ml. RV= Volumen de aire residual. Es el volumen de aire que queda en los pulmones después de una expiración

15 VENTILACION PULMONAR Es el producto del volumen de aire que se mueve en cada respiración (volumen tidal) (Vt) El número de respiraciones que se producen en un minuto (volumen minuto) (VE) VE = Vt x f.respiratoria Ventilación del espacio muerto anatómico( VD) no se produce intercambio gaseoso Espacio alveolar: en el que se hace efectivo el intercambio de gases (VA) Vt = VD + VA

16 VENTILACION PULMONAR Volumen de aire que un individuo puede movilizar, en un periodo de tiempo preestablecido. Aumentando la profundidad de las respiraciones (el tope será la capacidad vital). Aumentando la frecuencia respiratoria

17 ESPACIO MUERTO Anatómico: es el volumen de las vías aéreas de conducción = 150ml Fisiológico: es una medida funcional del volumen de los pulmones que no intercambia CO2. En sujetos normales es igual al espacio muerto anatómico Representa ventilación perdida en pacientes con enfermedades obstructivas y restrictivas Espacio muerto fisiológico oscila entre un 20% a un 35% del volumen corriente.

18 Distensibilidad pulmonar o complianza Es el grado de expansión de los pulmones por unidad de incremento de la presión transpulmonar. La distensibilidad es el inverso de la elasticidad DISTENSIBILIDAD = ml/cmh2o 500 ml / -3, -5 cm H2O

19 La distensibilidad viene determinada por: Las fuerzas elásticas del propio tejido pulmonar: fibras de elastina y colágeno del parénquima pulmonar. Las fuerzas elásticas causadas por la tensión superficial del líquido que reviste las paredes interiores de los alvéolos y otros espacios aéreos pulmonares. Es diferente según los pulmones estén llenos o no de aire. Si no están llenos de aire las únicas fuerzas que influyen son las elásticas del tejido mientras que si están llenos se crean fuerzas de cohesión en el líquido que producen una fuerza de contracción. Agente tensioactivo o surfactante,

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21 FLUJO Y RESISTENCIA DE LA VIA AEREA

22 Flujo de aire a través de las vías aéreas El flujo aéreo solo ocurre a través de las vías respiratorias cuando hay diferencia de presiones: en la inspiración la presión alveolar es menor que la atmosférica y en la inspiración al revés. Tipos de flujo: Turbulento: Ocurre si el flujo del aire es alto, densidad del gas elevada, radio de la vía aérea grande: traquea Transicional: Ocurre en los puntos de ramificación de las vías aéreas Laminar: vías aéreas periféricas donde la velocidad es muy baja

23 RESISTENCIA EN LA VIA AEREA Este concepto tiene significado en fisiología pulmonar solamente en términos de FLUJO. RESISTENCIA = difer. de presión flujo ( lt/ seg) La resistencia se expresa como: * cm de H2O / lt / seg

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25 Factores que modifican la resistencia en la Vía Aérea Aumentan la Resistencia (Constricción) Estímulo parasimpático Acetilcolina Histamina Serotonina Baja PCO2 Disminuyen la Resistencia (Dilatación) Estímulo simpático B2 agonistas Oxido Nitroso Alta PCO2 Baja PO2

26 PRESION DE LA VIA AEREA El acto fundamental de la respiración espontánea requiere de la generación de una presión de la vía aérea( de impulso) Consecutiva a la fuerza contráctil inspiratoria que inicia el flujo que sobrepasa las propiedades elásticas, de resistencia al flujo y de inercia de la totalidad del aparato respiratorio.

27 FLUJO EN LA VIA AEREA Turbulento: Ocurre si el flujo de aire es alto, la densidad del gas es elevada, radio de la vía aérea es grande: tráquea. Transicional: Ocurre en los puntos de ramificación de las vías aéreas Laminar: Vías aéreas periféricas donde la velocidad es muy baja.

28 Relación ventilación-perfusión La ventilación pulmonar (V) y la cantidad de sangre que recibe el pulmón (perfusión, Q) guardan una correlación, que se rompe en un punto: UMBRAL VENTILATORIO Reposo : Q = 5L/min bases > vértices V= 4,2L/min vértices > bases V/Q=0,8

29 RESISTENCIA PULMONAR Está dada por la resistencia del tejido pulmonar más la resistencia de la vía aérea. La resistencia de las vías aéreas constituye el 80% de la resistencia total. La resistencia de las vías aéreas puede elevarse en forma significativa en presencia de algunas enfermedades.

30 DISTRIBUCION DE LA RESISTENCIA Las vías aéreas superiores son responsables del 20 40% de la resistencia total de vías aéreas, aumenta al respirar por la nariz. La resistencia en las vías aéreas periféricas es menor: la superficie de corte transversal es mayor. La mayor resistencia al flujo del aire la oponen a las vías aéreas de mediano calibre.

31 RESISTENCIA Y VOLUMENES PULMONARES VOLUMEN ALTO 1. < resistencia 2. > gradiente de presión de pared 3. retroceso elástico alveolar abre las vías aéreas. VOLUMEN BAJO 1. Esfuerzo espiratorio 2. Presión pleural > + 3. > compresión dinámica 4. < retroceso elástico alveolar.

32 COMPRESION DINAMICA Aumento de la resistencia de la vía aérea durante la espiración forzada Punto de presiones iguales: la presión dentro de la vía aérea es igual a la presión por fuera de ella. Gradiente de presión transmural = 0 Punto de cierre: cuando la presión afuera es > que la presión en el interior de la vía aérea.

33 DINÁMICA DE LA VENTILACIÓN La finalidad de los movimientos respiratorios es incrementar el flujo aéreo en los pulmones. El principal músculo inspiratorio es el diafragma, siguiendo los intercostales externos, pectorales y ECM. Los músculos espiratorios son: intercostales internos y rectos abdominales La espiración normal es resultado de la elasticidad pulmonar

34 Mecánica ventilatoria Músculos de la respiración Presiones: transmural, pleural, alveolar, atmosférica, transpulmonar Distensibilidad - retroceso elástico Curva presión volumen Resistencia de la vía aérea Flujo en la vía aérea Trabajo respiratorio

35 VOLUMEN Y CAPACIDAD PULMONAR

36 Volúmenes y capacidades Volúmenes: pulmonares Vol. Corriente o circulante o tidal (VT o VC): cantidad de aire que entra o sale del sistema respiratorio en un ciclo ventilatorio (500 ml en un adulto joven) no forzado. Vol. de Reserva Inspiratoria (VIR): cantidad adicional máxima que se puede inspirar por encima del VT (3000 ml) Vol. de Reserva Expiratoria (VER): volúmen adicional máximo que se puede espirar por un espiración forzada tras una espiración normal (1100 ml) Vol. Residual (VR): aire remanente tras una espiración máxima (1200 ml)

37 Circulación bronquial La circulación bronquial, que nace de la aorta e irriga la pared de la vía aérea y el parénquima pulmonar. La circulación bronquial se encargara de suministrar el oxigeno a las células de las paredes de los bronquios. Circula aproximadamente el 1-2% del gasto cardiaco total. La sangre arterial bronquial es sangre oxigenada. Una vez que la sangre arterial bronquial ha pasado a través de los tejidos de sostén se vacía en las venas pulmonares y entra en la aurícula derecha

38 Circulación pulmonar La circulación pulmonar, que nace de la arteria pulmonar llevando la sangre no oxigenada, que viene del sistema venoso sistémico, al complejo alveolocapilar donde se realiza el intercambio gaseoso. La sangre oxigenada y pobre en CO2 regresa por las venas pulmonares a la aurícula izquierda y luego al ventrículo izquierdo de donde es bombeada a la circulación sistémica

39 Volumen y flujo sanguíneo en los pulmones 450 ml (9% del volumen total) de los cuales aprox. 70 ml están en los capilares. El flujo sanguíneo es prácticamente igual al gasto cardiaco y está regulado como aquél por la presión arterial y las resistencias periféricas. En reposo en 1 minuto pasa aproximadamente toda la sangre por el pulmón La regulación del flujo sanguíneo pulmonar es local, no autonómica. La hipoxia e hipercapnia local producen vasoconstricción arteriolar para derivar la sangre a un área mejor ventilada. Cuando la PO2 < de 73 mmhg en los alvéolos los vasos sanguíneos adyacentes se constriñen aumentando la resistencia vascular. (Es lo contrario de los que ocurre en la circulación sistémica donde las arterias se dilatan en respuesta a la falta de oxígeno). El factor que produce la vasoconstricción no se conoce pero se cree que es producido por las células alveolares hipóxicas.

40 Zona 2 El flujo sanguíneo es diferente en las diferentes regiones del pulmón y varía según la postura debido a la presión hidrostática. La presión hidróstatica difiere de la parte superior del pulmón a la inferior en unas 5 veces. Tres zonas: Zona1: sin flujo. PC< PAlv Zona 2:Flujo intermitente. Cuando la PS > PAlv y la PD < PAlv Zona 3: Flujo continuo: PC > Palv La persona normal en decúbito tiene un flujo de zona 3 en todo el pulmón. El flujo sanguíneo en el pulmón aumenta de 4 a 7 veces con el ejercicio vigoroso Zona 3

41 El oxígeno en los alvéolos La concentración y presión de oxígeno en los alvéolos esta controlada por: La tasa de absorción de oxígeno a la sangre La tasa de entrada de nuevo oxígeno a los pulmones La PO2 normal en los alvéolos es 104 mmhg con una ventilación alveolar de 4.2 L/min y una absorción de O2 250 ml/min.

42 El CO 2 en los alvéolos El CO2 se forma en las células producto de la respiración y se expulsa al exterior mediante la ventilación. A una tasa de ventilación normal de 4.2 l/min y una tasa de excreción de 200 ml/min la PCO2 alveolar es de 40 mmhg

43 Relación ventilación-perfusión Tanto la perfusión como la ventilación aumentan en la base del pulmón cuando se está en bipedestación. La ventilación alveolar (V) y la cantidad de sangre que recibe el pulmón (perfusión, Q) guardan una correlación Reposo : V= 4,2L/min Q = 5L/min V/Q=0,8 En el vértice inferior es de 0,6 y asciende a medida que subimos siendo de aproximadamente 3 en los vértices superiores